【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工分离，涉及天然气提氦，具体涉及一种天然气蒸发气提取粗氦并联产lng的工艺。
技术介绍
1、氦气作为军工、医疗、科研等领域发展的重要应用要素，近些年的需求量也日益增加。我国含氦天然气资源稀缺，仅占世界氦气资源的0.15％～0.20％，天然气田中的氦气含量超过0.3％的很少，外加天然气提氦技术存在技术路线长、工艺设备多、开发成本高等方面问题，目前我国氦气仍主要依赖于进口。当前，国际氦气市场几乎被美国、阿尔及利亚、卡塔尔等氦气资源丰富的国家占据，为实现我国自主提氦目标，应充分利用含氦资源，从提氦技术及流程的改进、创新等方面实现低能耗、高效率提氦。
2、随着高新技术的发展，氦气需求量也日益增加。而我国属于贫氦国家，氦气资源少，主要依赖从国外进口，且含氦天然气中氦气的体积分数普遍小于1％。近年来有些氦气主要出口国家，对我国实施了一些氦气禁运政策，进一步限制了我国氦气市场。减少氦气进口，实现氦气自产，统筹考虑开发利用氦气资源，做到综合高效开发，有利于缓解国家氦气资源供应迫切的现状，为气田多能源利用、提升整体效益发挥重要作用，也可以保持我国氦气市场稳定发展。
3、液化天然气蒸发气(boil-off gas of liquefied natural gas，缩写为lng-bog)的体积含氦量可超过1％，不仅满足提氦原料气要求，而且相较于低含氦天然气而言，lng-bog用作提氦原料气在原料利用率、经济效益等方面均具有优势。此外，bog提氦可以拉动lng产业发展、扩展lng产业价值，同时又能解决国内氦资源匮
4、针对我国天然气氦气浓度低的特点，采取bog液化及提氦联产工艺是提氦工业的较优选择。原提氦工艺以提氦为目的，副产lng，其液化率较低，但是采用bog液化流程，副产氦气和液氮，同时能使氦气提纯度达90％以上，其经济效益将显著高于原工艺。
5、总的来说，天然气提氦面临能耗和成本高的问题，为了解决这些问题，提出含氦天然气蒸发气(bog)液化处理和氦气提取联产工艺，提取lng蒸发气中的氦，将bog液化过程中的冷量用于bog深冷提氦工艺，该工艺不仅提高了bog回收液化效率，减少提氦过程能量消耗，而且对扩展天然气产业价值，保障国家用氦安全，实现资源有效利用和可持续发展具有重要作用。
技术实现思路
1、针对现有天然气蒸发气液化工艺bog回收液化效率低、能量消耗大；bog提氦技术投资大、运行成本高、能耗高等问题，本专利技术的目的旨在提供一种天然气蒸发气提取粗氦并联产lng的工艺，该工艺采用bog液化+深冷提氦的技术方案，同时能生产lng和粗氦，该工艺与其他工艺在相同条件下，氦气回收率高、能耗低、操作温度低、lng产量及回收率高、设备投资少以及氦气纯度高，能一次性提取高纯度氦气。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种天然气蒸发气提取粗氦并联产lng的工艺，包括bog液化单元、粗氦提取单元和换热单元；
3、所述bog液化单元包括压缩机k-100、低压泵p-100、分流器tee-100、气液分离器v-101、混合器mix-100、高压泵p-101、海水泵p-102；所述粗氦提取单元包括提氦塔t-100及塔顶冷却器h-100和塔底重沸器h-101、冷却器e101、气液分离器v-100；所述换热单元包括换热器lng-100、lng-101；
4、所述bog液化单元，原料气进气管道与压缩机k-100连接，所述压缩机k-100与换热器lng-100、气液分离器v-101依次连通，气液分离器底端与混合器mix-100连接；原料lng由低压泵p-100加压后经分流器tee-100分为两股，一股依次与换热器lng-100、混合器mix-100连接，另一股与混合器mix-100连接，混合器mix-100与高压泵p-101连接，生产出lng产品；
5、所述粗氦提取单元，由气液分离器v-101顶端出来的含氦天然气蒸发气经换热器lng-100换热后与提氦塔t-100连接；所述提氦塔t-100塔顶冷却器h-100、换热器lng-101、冷却器e-101、气液分离器v-100依次连通，气液分离器v-100顶端与换热器lng-101、换热器lng-100依次连接生产出粗氦，气液分离器v-100底端生产出液氮；所述提氦塔t-100塔底重沸器h-101生产出lng；
6、上述天然气蒸发气提取粗氦并联产lng工艺，原料气可以是常温的、任意压力的含氦天然气蒸发气，所适用的原料气条件范围较广。
7、上述天然气蒸发气提取粗氦并联产lng工艺，换热器包括换热器lng-100和换热器lng-101，其主要作用是在该装置生产中实现热量交换和传递，是本领域中常规设备。在本专利技术中，所述换热器lng-100内设置有第一换热通道、第二换热通道、第三换热通道、第四换热通道，所述换热器lng-101内设置有第五换热通道、第六换热通道、第七换热通道、第八换热通道；
8、原料气体进气管道与第四换热通道的首端连接，第四换热通道的末端通过管道与气液分离器v-101入口连接；第一换热通道首端通过管道与第五换热通道末端连接，第一换热通道末端生产出粗氦；第二换热通道首端通过管道与分离器v-101顶端出口连接，第二换热通道末端通过管道与去往提氦塔t-100进口管线连接；第三换热通道首端通过管道与分流器tee-100出口连接，第三换热通道末端通过管道与混合器mix-100入口连接；第五换热通道首端通过管道与分离器v-100顶端出口连接，第五换热通道末端通过管道与第一换热通道首端连接；第六换热通道首端通过管道与海水泵出口连接，第六换热通道末端排出换热后海水；第七换热通道首端通过管道与提氦塔t-100塔顶冷却器h-100连接，第七换热通道末端与冷却器e-101入口连接；第六换热通道首端与高压泵出口连接，第六换热通道末端生产出lng；
9、上述天然气蒸发气提取粗氦并联产lng，由换热器lng-100第二换热通道、提氦塔t-100塔顶冷却器h-100、换热器lng-101第七换热通道、换热气lng-101第五换热通道、气液分离器v-100、lng-100第一换热通道以及相邻元部件之间的连接管道共同构成粗氦制取回路；由换热器lng-100第三换热通道、换热器lng-100第四换热通道、气液分离器v-101、提氦塔t-100塔底重沸器h-101、换热器lng-101第八换热通道以及相邻元部件之间的连接管道共同构成lng制取回路。
10、与现有技术相比较，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：
11、(1)本专利技术提供的适用于天然气蒸发气提取粗氦并联产lng工艺，通过换热器、提氦塔和气液分离器对原料气中的氦气进行精馏分离，使得气相物料中氦气浓度升高，原料气依次经过八段换热器、两段气液分离器和一段塔精馏，得到粗氦产品。通过换热器和气液分离器对天然气蒸发气进行液化，得到lng产品。通过换热器对bog液化过程中产生的剩余冷能的利用来提取原料气中氦气。本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种天然气蒸发气提取粗氦并联产LNG工艺，其特征在于：包括BOG液化单元、粗氦提取单元和换热单元。
2.所述BOG液化单元，原料气进气管道与压缩机K-100连接，所述压缩机K-100与换热器LNG-100、气液分离器V-101依次连通，气液分离器底端与混合器MIX-100连接；原料LNG由低压泵P-100加压后经分流器TEE-100分为两股，一股依次与换热器LNG-100、混合器MIX-100连接，另一股与混合器MIX-100连接，混合器MIX-100与高压泵P-101连接，生产出LNG产品；
3.所述根据权利要求1所述的天然气蒸发气提取粗氦并联产LNG工艺，其特征在于：所述换热器LNG-100内设置有第一换热通道、第二换热通道、第三换热通道、第四换热通道；
4.所述根据权利要求1所述的天然气蒸发气提取粗氦并联产LNG工艺，其特征在于：所述换热器LNG-101内设置有第五换热通道、第六换热通道、第七换热通道、第八换热通道；
【技术特征摘要】
1.一种天然气蒸发气提取粗氦并联产lng工艺，其特征在于：包括bog液化单元、粗氦提取单元和换热单元。
2.所述bog液化单元，原料气进气管道与压缩机k-100连接，所述压缩机k-100与换热器lng-100、气液分离器v-101依次连通，气液分离器底端与混合器mix-100连接；原料lng由低压泵p-100加压后经分流器tee-100分为两股，一股依次与换热器lng-100、混合器mix-100连接，另一股与混合器mix...
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